抛掷爆破技术与间断工艺匹配研究与实践

为研究抛掷爆破技术与间断剥离工艺间的相互匹配关系和作业程序,分析了抛掷爆破爆堆形态对抛掷爆破和间断工艺开采参数的影响,并讨论了抛掷爆破开采参数与设备作业参数间的相互影响关系。通过对抛掷爆破爆堆形态分析,确定了抛掷爆破高台阶爆破后间断工艺的开采程序。     

抛掷爆破爆堆形态的标准化分析处理方法研究

抛掷爆破爆堆的形态对于倒堆系统总作业量与成本、后续倒堆环节的工作面参数设计工作等有着至关重要的影响,针对当前爆堆形态样本量不足、错误数据影响预测效果等问题,提出了爆堆形态的标准化分析-处理方法,具体包括数据库的构建、基于工作面形态特征的样本筛选及分类、基于爆堆形态特征的样本筛选与分类,实现了海量爆堆数据的快速处理,提高了样本的有效性。利用局部加权线性回归对样本集合进行回归分析,最终获得了三组具有普遍解释意义的典型爆堆曲线,研究提出的处理方法具有快速、高效、便捷等特点,为现场抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺的设计提供了准确的依据。     

露天矿抛掷爆破工艺爆堆形态的数据融合估值算法

针对露天矿抛掷爆破工艺中的爆堆形态估算问题,提出了一种便捷的爆堆形态估值算法,仅利用采集到的同类多源数据即可得到精确的预测结果。提出了爆堆形态估值算法的计算步骤为“数据采样—融合精度判别—数据融合最优权值计算—获得数据融合结果”,并制定了数据采样规则、推导了精度判别方法与最优权值确定方法。以黑岱沟露天矿某次抛掷爆破工程为研究案例,分别利用爆堆形态数据融合估值算法与Weibull分布预测方法,在拉斗铲作业平盘高度为11~13m的情况下,对拉斗铲倒堆系统各工艺作业量进行了计算,结果显示：采用数据融合算法的误差可控制在5%以内,更优于Weibull分布预测方法,可以满足满足现场算量精度要求。     

露天煤矿高台阶抛掷爆破爆堆形态模拟

为了研究高台阶抛掷爆破爆堆形态的模拟方法,在总结、分析大量的现场生产试验数据的基础上,完成了高台阶抛掷爆破爆堆形态的分类和高台阶抛掷爆破爆堆形态模拟的Weibull模型的建立。模拟结果表明：模拟爆堆曲线能与实测曲线较好地吻合,模拟结果较准确,爆堆始点爆破漏斗深度h为台阶高度的0.17～0.38倍,Weibull曲线参数α取值在0.919 3～1.245 0,β取值在1.185 9～1.832 4。     

基于大孔径控制爆破在大型矿山中的应用

德兴铜矿富家坞矿区大孔径深孔台阶爆破易使爆堆岩石下抛至下一台阶运岩公路.为有效控制爆堆散落范围,基于现场混装炸药爆破采用控制爆破技术,通过增大第一排炮孔抵抗线,缩小第一、二排炮孔孔网参数,适当减少单孔装药量,设计特殊掏槽式逐孔起爆网路等措施,并进行了三次爆破试验.采取这些措施后既有效地控制了爆堆抛掷方向及散落范围,保证...     

黑岱沟露天煤矿二采区断陷带抛掷爆破台阶优化研究

针对黑岱沟露天煤矿自一采区转入二采区开采后，煤层赋存情况发生变化的情况，对抛掷爆破实体高台阶进行了优化设计。基于煤层厚度增加，对抛掷爆破高台阶高度进行了优化，得出了不同煤厚情况下的合理台阶高度。由于二采区煤层倾角增大，并存在断陷带影响区域的情况，造成煤层倾角在横向、纵向和局部变化较大，影响钻孔设备作业，基于此对抛掷爆破实体高台阶坡度进行了优化设计。最终得出了既满足现场设备作业能力，也满足现场设备作业要求的抛掷爆破实体高台阶。     

基于U-Net和改进分水岭算法的露天矿爆堆矿石图像分割方法

爆破大块率是反映爆破效果的关键指标,其统计精度主要依赖于爆堆矿石图像分割的准确性。由于爆堆矿石图像中存在矿石目标分布密集、边缘对比度低等问题,致使传统图像分割方法难以准确分割爆堆矿石图像。因此,提出了一种基于U-Net和改进分水岭算法的露天矿爆堆矿石图像分割方法,以实现大块率的精准统计。首先利用无人机在哑巴岭露天矿爆破现场拍摄爆堆矿石图像,制作爆堆矿石图像数据集;然后利用深度学习算法建立了UNet网络架构,同时融合了高级语义信息和低级语义信息,建立了爆堆矿石图像分割模型,再利用训练后的模型对爆堆矿石图像进行初步分割,进一步采用基于距离运算的分水岭算法优化了分割结果;最后评估了该方法的分割精度。试验结果表明:该算法可准确分割露天矿爆堆矿石图像,为露天矿爆破大块率统计、爆破效果智能评价提供技术支持。     

巷道爆破环间延时对岩石抛掷距离的影响

在巷道爆破中,岩石抛掷距离会影响装载和运输等后续作业,甚至还会造成围岩的二次损伤,引发安全事故。应用数码电子雷管在新疆备战铁矿开展了巷道掏槽爆破环间延时对岩石抛掷的影响试验。每次爆破试验的岩石抛掷距离和爆堆高度通过红外测距仪测量并进行分析。结合碰撞理论和现场研究表明,环间延时的选择对岩石的抛掷起重要作用,随着环间延时时间的增加,抛掷距离、爆堆高度分别呈逐渐减少、逐渐升高的趋势,如环间延时时间为50 ms、100 ms、150 ms、200 ms、500 ms的巷道爆破延时抛掷距离分别为62 m、48 m、28 m、26 m、20 m,爆堆高度分别为1.78 m、1.86 m、2.14 m、2.23 m、2.59 m。环间延时时间为50 ms的巷道掏槽爆破对岩石的抛掷作用具有显著提升效果。     

抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺台阶采掘带宽度优化

抛掷爆破与拉斗铲配合的倒堆工艺环节中,拉斗铲在抛掷爆破形成的爆堆上作业,采掘带宽度是维系爆破区域与设备作业的关键开采参数。抛掷爆破效果、工艺设备作业要求及多煤层开拓运输系统布置是影响采掘带宽度的重要因素,根据抛掷爆破与拉斗铲作业特征和配合模式,分析了抛掷爆破开采参数与拉斗铲作业参数的影响关系;分析了与有效抛掷率影响密切相关的台阶高宽比及炮孔排效应。以抛掷爆破与拉斗铲倒堆综合成本最小为目标,以工艺设备作业要求和开拓运输系统布置条件为约束,建立了抛掷爆破采掘带宽度优化的非线性数学规划模型。并采用该模型对黑岱沟露天煤矿抛掷爆破台阶采掘带宽度进行优化,确定其最佳采掘带宽度为67 m。     

基于岩巷钻装机组的集中近距抛掷爆破技术

为解决某煤矿岩巷爆破时岩块抛掷损伤钻装机及爆堆分散影响出碴效率的问题,通过理论分析归纳了控制岩块抛掷范围的思路,提出了集中近距抛掷爆破技术,对相关参数设计后将该技术进行现场应用。应用观测结果表明:与原方案相比,抛掷距离超过15 m的岩块集中于钻装机右侧且数量明显降低,个别岩块最远抛掷距离自30 m降低至18 m,全断面起爆后爆堆集中在工作面前方8.5 m范围内并向巷道右侧集中;在循环进尺提高的基础上,出碴时间控制在3 h之内。通过应用集中近距抛掷爆破技术,钻装机组受到有效保护,出碴效率得到进一步提高。     

露天深孔台阶精细爆破技术研究进展

21世纪以来,随着凿岩设备和爆破器材等新技术的进步与发展,露天爆破开采规模不断扩大,露天深孔台阶爆破技术进入了精细化的新阶段。近年来,露天深孔台阶爆破技术取得了较大的技术突破,创造了显著的社会效益和经济效益。基于精细爆破理念,总结叙述了露天深孔台阶爆破领域内智能爆破设计、露天凿岩设备、数码电子雷管、现场混装炸药、装药结构和起爆网路6个方面的研究进展。研究表明：①研发的智能爆破设计系统的种类较多,需结合生产实践加大推广力度,更好地辅助爆破工程设计;②我国露天凿岩设备的研发、制造能力相对发达国家还有很大的发展空间,需进一步提升凿岩设备自动化、智能化水平;③数码电子雷管和现场混装炸药提升了爆破器材的本质安全性,且有利于改善破岩效果和降低爆破振动;④装药结构和起爆网路是露天深孔台阶精细爆破技术的重要体现,但相关基础理论尚不完善,需加强多学科交叉融合,最终实现炸药能量的精确释放并提升能量利用率。在上述分析的基础上,总结了露天深孔台阶爆破技术的发展现状及存在的主要问题,并探讨了该技术的研究发展方向。     

复杂环境下超深采坑支护止水方案

土岩结合、爆破施工和下伏采空区等各种复杂工况条件下的矿山岩土工程,其技术难度往往更大,是岩土工程领域研究的重点方向之一。为探讨复杂环境下超深采坑支护止水方案,依托三山岛金矿绿色矿山建设工程,开展了矿山超深采坑特殊支护止水技术研究。经过系统研究和科学计算,提出的吊脚咬合桩+高压旋喷锚索的复合支护止水方案实施后,支护结构无漏水发生,在频繁承受质点震动速度峰值超过8 cm/s工况条件下,桩体最大位移为17.5 mm,符合安全要求。吊脚咬合桩+高压旋喷锚索的复合支护止水方案的提出和实施,不仅丰富了矿山岩土工程设计理论和施工技术,同时也为国内类似工程提供了借鉴。     

露天矿山深孔台阶爆破技术的现状与发展趋势

随着信息化革命进程的推进、资源开发和环境保护理念的提升,近来年国内露天矿山深孔台阶爆破技术在智能化、绿色化的爆破开采理念下快速发展。在爆破器材方面,电子雷管得到大量推广应用; 在爆破智能化方面,集成了智能钻机系统、智能设计系统、炸药现场混装作业体系的爆破技术基本成型; 在爆破绿色化方面,爆破振动预测理论及控制、爆破粉尘控制、冲击波与噪声防治等有效控制了爆破过程产生的有害效应,逐渐达到绿色环保爆破的要求。同时,分类整理了爆破器材和爆破技术存在的问题,指出了露天矿山绿色智能爆破今后发展与研究的方向。     

我国矿山测量领域三维激光扫描技术的应用现状及存在问题

三维激光扫描作为一种非接触式测量技术,近年来在我国矿山测量领域得到了广泛应用,涉及了矿区边坡监测、露天矿储量管理、地表沉陷监测等方面。结合近年来的相关研究成果,系统分析了我国矿山测量领域三维激光扫描技术的应用现状,并对存在的问题进行了探讨。研究表明：矿山测量工程应用及科学研究中使用的三维激光扫描设备与配套软件以国外进口为主,国产设备与软件较少;从数据采集、处理、成果应用等方面分析,主要存在的问题有采集数据质量不佳、点云数据匹配精度有待提高、点云数据滤波算法精度不高、特殊监测领域的应用成果不明显等。在上述分析的基础上,认为该领域的主要研究方向为：①高精度的空天地一体化数据采集方案,如InSAR、LiDAR、倾斜摄影测量与地面三维激光扫描技术相结合;②具有自主知识产权的点云数据处理软件开发,包括点云数据智能匹配算法、智能化高精度点云数据滤波算法等;③三维激光点云数据后期成果应用,包括面状地物变形监测理论与方法、大数据技术与人工智能技术相结合的三维激光扫描实时动态监测方法。总体来说,进一步推进三维激光扫描技术在我国矿山测量领域的应用,有助于大幅提升相关工程技术人员的空间三维数据处理能力,进而提高工作效率。     

基于无人机倾斜摄影的露天矿边坡三维重建

露天矿边坡几何形状由于自然条件以及采矿工艺的影响具有复杂性,传统的测绘方式难以进行全面描述。提出一种基于无人机倾斜摄影技术的全自动露天矿边坡三维重建方法,利用无人机搭载的数码相机获取矿区序列倾斜影像,通过特征提取、空三测量、多视影像密集匹配,构建不规则三角格网和纹理映射,自动重建出露天矿边坡三维模型。选取三门峡渑池某铝矿进行试验,结果表明,重建的三维模型可全面表达露天矿边坡整体形态和保持局部细节特征,而且具备高效低成本等特点,在露天矿三维地形滑坡动态监测和灾害分析方面具有重要意义。     

预裂爆破技术在空场嗣后充填采矿方法中的应用

通过某矿山企业的应用技术攻关课题,研究在开采条件满足的储矿区域采用分段空场嗣后充填采矿方法取代效率低、劳动强度大的上向水平分层进路式充填采矿方法,并引入中深孔预裂爆破技术。通过预裂爆破设计及现场爆破试验,确定了适合的中深孔预裂爆破设计方案。该方案的成功应用,不仅对开采后矿房两侧岩壁的平整与稳定起到了关键作用,保障了人员与设备的作业安全,而且有利于提高企业的经营效益,更加符合以人为本、环保安全的现代化企业发展理念。     

二氧化碳智能爆破系统在煤矿中的实践应用研究

针对大隆矿在井下炮掘过程中存在掘进速度慢、粉尘浓度高以及瓦斯爆炸等问题,设计采用二氧化碳智能爆破系统来实现炮掘作业,对二氧化碳智能爆破技术的专业设备、爆破技术、使用范围和应用效果进行了分析.实践结果表明:二氧化碳智能爆破系统的应用可以大幅度降低工作面炮掘过程的安全事故,安全经济效益显著.     

大孔径高台阶爆破技术在高海拔露天矿山的应用

以西藏巨龙铜业驱龙矿山为工程背景,研究了大孔径高台阶爆破技术在高海拔露天矿山的应用;介绍了该技术的现场施工工艺流程,以及如何进行爆破设计;总结了应用中存在的问题,并提出了相应的解决措施;论证了爆破安全问题,并提出了爆破安全管理措施。工程实践证明,大孔径高台阶爆破效率高、爆破效果好、安全可靠,技术优势突出,有助于实现露天金属矿山安全高效开采。     

煤矿巷道掘进爆破智能设计系统及应用

煤矿巷道掘进爆破设计涉及到工程地质、围岩稳定性、断面形状、瓦斯赋存、开采条件及岩石力学等诸多因素,是一项复杂的理论与技术问题。针对这一技术难点,将煤矿巷道爆破领域专家理论研究成果、实践经验等与最新发展的计算机人工智能相结合,进行煤矿巷道爆破智能设计系统研究。系统建立了内容丰富的典型爆破案例、爆破理论和规则、专家经验、行业规范知识库,基于规则与典型案例推理机制,运用产生式规则和最大匹配度的推理策略,实现了煤矿巷道爆破方案参数优化设计。基于CAD二次开发技术研究设计绘图子系统,实现了爆破工程图表自动绘制。应用该系统进行多个矿区实际煤矿巷道爆破方案设计,其结果与实际情况基本相符。     

22051巷顶板爆破切顶卸压技术研究

针对青洼煤业沿空掘巷时煤柱应力集中、巷道压力大等问题,采用爆破切顶技术对煤柱进行卸压处理,进行了钻孔设计、切顶高度设计、装药设计,提出了快速装药技术。现场试验效果表明:快速装药技术省时省力,安全系数和装药效率大大提高;爆破切顶卸压后煤柱应力分布较均匀,承载力较强;沿空掘巷采后巷道变形量较小,卸压效果显著。